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正文內(nèi)容

最新先進(jìn)制造技術(shù)大作業(yè)塑料叉子設(shè)計(jì)制造北京科技大學(xué)(編輯修改稿)

2025-08-09 23:54 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 注射速度。(3)高模具溫度。(4)高塑料溫度。(5)提高注射壓力。(6)擴(kuò)大澆口尺寸。一般澆口的高度應(yīng)等于制品壁厚的1/2~l/3。對(duì)于溢邊的處理重點(diǎn)應(yīng)主要放在模具的改善方面。而在成型條件上,則可在降低流動(dòng)性方面著手。具體地可采用以下幾種方法:(1)降低注射壓力。(2)降低塑料溫度。(3)選用高粘度等級(jí)的材料。(4)降低模具溫度。(5)研磨溢邊發(fā)生的模具面。(6)采用較硬的模具鋼材。(7)提高鎖模力。(8)調(diào)整準(zhǔn)確模具的結(jié)合面等部位。(9)增加模具支撐柱,以增加剛性。龜裂是塑料制品較常見的一種缺陷,產(chǎn)生的主要原因是由于應(yīng)力變形所致。主要有殘余應(yīng)力、外部應(yīng)力和外部環(huán)境所產(chǎn)生的應(yīng)力變形。殘余應(yīng)力引起的龜裂殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況,即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。作為在充填過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂,其解決方法主要可在以下幾方面入手:(1)由于直澆口壓力損失最小,所以,如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近,則可考慮改用多點(diǎn)分布點(diǎn)澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。(2)在保證樹脂不分解、不劣化的前提下,適當(dāng)提高樹脂溫度可以降低熔融粘度,提高流動(dòng)性,同時(shí)也可以降低注射壓力,以減小應(yīng)力。(3)一般情況下,模溫較低時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力,應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度較高時(shí),即使模溫低一些,也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。(4)注射和保壓時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,將其適當(dāng)縮短或進(jìn)行幾次保壓切換效果較好。脫模推出時(shí),由于脫模斜度小、模具型膠及凸模粗糙,使推出力過大,產(chǎn)生應(yīng)力,有時(shí)甚至在推出桿周圍產(chǎn)生白化或破裂現(xiàn)象。只要仔細(xì)觀察龜裂產(chǎn)生的位置,即可確定原因。另外,成型前對(duì)金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱,也具有較好的效果。塑件的注塑成型加工過程主要包括填充——保壓——冷卻——脫模等4個(gè)階段,這4個(gè)階段直接決定著制品的成型質(zhì)量,而且這4個(gè)階段是一個(gè)完整的連續(xù)過程?! √畛涫钦麄€(gè)注塑循環(huán)過程中的第一步,時(shí)間從模具閉合開始注塑算起,到模具型腔填充到大約95%為止。理論上,填充時(shí)間越短,成型效率越高,但是實(shí)際中,成型時(shí)間或者注塑速度要受到很多條件的制約?! 「咚偬畛?。高速填充時(shí)剪切率較高,塑料由于剪切變稀的作用而存在粘度下降的情形,使整體流動(dòng)阻力降低;局部的粘滯加熱影響也會(huì)使固化層厚度變薄。因此在流動(dòng)控制階段,填充行為往往取決于待填充的體積大小。即在流動(dòng)控制階段,由于高速填充,熔體的剪切變稀效果往往很大,而薄壁的冷卻作用并不明顯,于是速率的效用占了上風(fēng)?! 〉退偬畛?。熱傳導(dǎo)控制低速填充時(shí),剪切率較低,局部粘度較高,流動(dòng)阻力較大。由于熱塑料補(bǔ)充速率較慢,流動(dòng)較為緩慢,使熱傳導(dǎo)效應(yīng)較為明顯,熱量迅速為冷模壁帶走。加上較少量的粘滯加熱現(xiàn)象,固化層厚度較厚,又進(jìn)一步增加壁部較薄處的流動(dòng)阻力?! ∮捎趪娙鲃?dòng)的原因,在流動(dòng)波前面的塑料高分子鏈排向幾乎平行流動(dòng)波前。因此兩股塑料熔膠在交匯時(shí),接觸面的高分子鏈互相平行;加上兩股熔膠性質(zhì)各異(在模腔中滯留時(shí)間不同,溫度、壓力也不同),造成熔膠交匯區(qū)域在微觀上結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差。在光線下將零件擺放適當(dāng)?shù)慕嵌扔萌庋塾^察,可以發(fā)現(xiàn)有明顯的接合線產(chǎn)生,這就是熔接痕的形成機(jī)理。熔接痕不僅影響塑件外觀,同時(shí)由于微觀結(jié)構(gòu)的松散,易造成應(yīng)力集中,從而使得該部分的強(qiáng)度降低而發(fā)生斷裂  一般而言,在高溫區(qū)產(chǎn)生熔接的熔接痕強(qiáng)度較佳,因?yàn)楦邷厍樾蜗?,高分子鏈活?dòng)性較佳,可以互相穿透纏繞,此外高溫度區(qū)域兩股熔體的溫度較為接近,熔體的熱性質(zhì)幾乎相同,增加了熔接區(qū)域的強(qiáng)度;反之在低溫區(qū)域,熔接強(qiáng)度較差。由于本塑件是叉子,尺寸非常小,所以為了保證尺寸,選擇高速填充?! ”弘A段的作用是持續(xù)市價(jià)壓力,壓實(shí)熔體,增加塑料密度(增密),以補(bǔ)償塑料的收縮行為。在保壓過程中,由于模腔中已經(jīng)填滿塑料,背壓較高。在保壓壓實(shí)過程中,注塑機(jī)螺桿僅能慢慢地向前作微小移動(dòng),塑料的流動(dòng)速度也較為緩慢,這時(shí)的流動(dòng)稱作保壓流動(dòng)。由于在保壓階段,塑料受模壁冷卻固化加快,熔體粘度增加也很快,因此模具型腔內(nèi)的阻力很大。在保壓的后期,材料密度持續(xù)增大,塑件也逐漸成型,保壓階段要一直持續(xù)到澆口固化封口為止,此時(shí)保壓階段的模腔壓力達(dá)到最高值?! ≡诒弘A段,由于壓力相當(dāng)高,塑料呈現(xiàn)部分可壓縮特性。在壓力較高區(qū)域,塑料較為密實(shí),密度較高;在壓力較低區(qū)域,塑料較為疏松,密度較低,因此造成密度分布隨位置及時(shí)間發(fā)生變化。保壓過程中塑料流速極低,流動(dòng)不再起主導(dǎo)作用;壓力為影響保壓過程的主要因素。保壓過程中塑料已經(jīng)充滿模腔,此時(shí)逐漸固化的熔體作為傳遞壓力的介質(zhì)。模腔中的壓力借助塑料傳遞至模壁表面,有撐開模具的趨勢(shì),因此需要適當(dāng)?shù)逆i模力進(jìn)行鎖模。漲模力在正常情形下會(huì)微微將模具撐開,對(duì)于模具的排氣具有幫助作用;但若漲模力過大,易造成成型品毛邊、溢料,甚至撐開模具。因此在選擇注塑機(jī)時(shí),應(yīng)選擇具有足夠大鎖模力的注塑機(jī),以防止?jié)q?,F(xiàn)象并能有效進(jìn)行保壓。針對(duì)本塑件來說,叉子為日常生活用品,使用頻率比較高,所以要保證塑件本身有一定的剛度和塑性,所以在保壓過程中要使用中等偏高的壓力?! ≡谧⑺艹尚湍>咧?,冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要。這是因?yàn)槌尚退芰现破分挥欣鋮s固化到一定剛性,脫模后才能避免塑料制品因受到外力而產(chǎn)生變形。由于冷卻時(shí)間占整個(gè)成型周期約70%~80%,因此設(shè)計(jì)良好的冷卻系統(tǒng)可以大幅縮短成型時(shí)間,提高注塑生產(chǎn)率,降低成本。設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)會(huì)使成型時(shí)間拉長(zhǎng),增加成本;冷卻不均勻更會(huì)進(jìn)一步造成塑料制品的翹曲變形?! 「鶕?jù)實(shí)驗(yàn),由熔體進(jìn)入模具的熱量大體分兩部分散發(fā),一部分有5%經(jīng)輻射、對(duì)流傳遞到大氣中,其余95%從熔體傳導(dǎo)到模具。塑料制品在模具中由于冷卻水管的作用,熱量由模腔中的塑料通過熱傳導(dǎo)經(jīng)模架傳至冷卻水管,再通過熱對(duì)流被冷卻液帶走。少數(shù)未被冷卻水帶走的熱
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